CN102012247B - 具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计，由压缩空气进口、过滤器、定值器、流量测试单元、温度测试单元、压力测试单元、显示单元、计算单元、空气导管和敞口容器组成。所述空气导管的一端与压缩空气进口相连通，并水平依顺序与过滤器、定值器、流量测试单元、温度测试单元、压力测试单元相串接，所述空气导管的另一端垂直安置在敞口容器中；所述流量测试单元、温度测试单元和压力测试单元还分别通过导线与计算单元相连，计算单元通过导线与显示单元相连。本发明由于对流量和温度的影响进行了补偿，加之计算单元的编程灵活性，既可进行多种液体容器的多路测量，还可对每路测量管路的阻力差异进行标定，大大提高安装的灵活性和测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种液位测量仪表，具体是涉及一种具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计。
背景技术
液位计是广泛应用于国民经济各行业中测量液位高度的装置。常用的液位计有浮子式、连通器式、差压式、电容式、吹泡式等，以适应不同的使用场合。吹泡式液位计是应用静压原理测量敞口容器液位的，压缩空气经过滤减压后导入安装在容器内的导管，气体流经导管后从容器底部的出口吹出。由流体力学可知，在重力加速度不变的条件下，导管吹泡背压与液位高度和液体密度有关，还与导管的流动阻力有关，而流动阻力又与气体流速和气体密度有关，空气密度是温度和压强的函数，对于既定的导管直径，流速和流量相关，因此，已知液体密度时，在气体流量和温度恒定的条件下，测量背压就可以转换为液面高度。吹泡式液位计结构简单，可靠性高，对于液体粘度大、具有腐蚀性或含有悬浮颗粒的液位测量具有独特的优点，但由于测量装置中的定值器不能使压缩空气流量绝对恒定，也由于一年四季的环境温度变化和背压本身的变化而改变了空气的密度，所以测量精度较低。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术所存在的缺陷，解决上述的技术问题，提供一种高精度的具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计，包括压缩空气进口1、过滤器2、定值器3、显示单元7、计算单元8、空气导管9和敞口容器10，其特征在于：还包括有流量测试单元4、温度测试单元5、压力测试单元6；所述的空气导管9的一端与压缩空气进口1相连通，并水平依顺序与过滤器2、定值器3、流量测试单元4、温度测试单元5、压力测试单元6相串接，所述空气导管9的另一端垂直安置在敞口容器10中；所述流量测试单元4、温度测试单元5和压力测试单元6还分别通过导线与计算单元8相连，计算单元8通过导线与显示单元7相连。
其中，所述的流量测试单元4由流量传感器和变送器组成，流量传感器可以是容积式、差压式和速度式中的任何一种；
所述的温度测试单元5由温度传感器和变送器组成，温度传感器可以是热电偶、热电阻和半导体中的任何一种；
所述的压力测试单元6由压力传感器和变送器组成，压力传感器采用压敏元件制成；
所述的计算单元8由采集模块11、数据存储器12、中央处理器13、输出模块14和程序存储器15组成；其中中央处理器13分别与采集模块11、数据存储器12、输出模块14和程序存储器15相连接。
上述具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计一套计算和显示单元可以接入一路或多路气体吹泡测量系统，以实现多路液位的集中测量。
上述具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计所接入的每一路气体吹泡测量系统可以分别编程标定所测液体密度和导管阻力系数，以实现对不同液体和不同导管布置路线的多路液位集中测量。
上述具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计中的计算单元8依据所测温度和背压对气流密度进行计算，再据以所测流量对导管阻力进行计算，最后依据流体力学原理计算出所测液位高度。
有益效果：本发明的一种具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计，由于设有流量和温度测试单元，使得影响测量精度的两个主要因素得以补偿修正，这将大大提高吹泡式液位计的测量精度，又由于计算单元的编程灵活性，既可进行具有多种液体容器的多路测量，还可对每路测量管路由于安装路线不同产生的阻力差异进行标定，大大提高安装的灵活性。本发明对现有技术所存在的问题和缺陷达到了根本改进，确保了吹泡式液位测量仪表的精度和质量。
本发明的一种具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计与现有吹泡式液位计相比具有以下优点：
1、流量和温度的补偿消除了导管阻力对测量精度的影响。
2、降低了测量系统定值器对流量控制的要求。
3、每一路吹泡测量系统可以分别编程标定所测液体密度和导管阻力系数，
可以实现对不同液体和不同导管布置路线的多路液位集中测量。
附图说明
图1、具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计系统示意图；
图2、计算单元组成框图；
图中：1. 压缩空气进口，2. 过滤器，3. 定值器，4. 流量测试单元，5. 温
度测试单元，6. 压力测试单元，7. 显示单元，8. 计算单元，9. 空气导管，10.
敞口容器，11. 采集模块，12. 数据存储器，13. 中央处理器，14. 输出模块，
15. 程序存储器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计作进一步说明。
图1所示为一种具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计，包括压缩空气进口1、过滤器2、定值器3、显示单元7、计算单元8、空气导管9和敞口容器10，其特征在于：还包括有流量测试单元4、温度测试单元5、压力测试单元6；所述的空气导管9的一端与压缩空气进口1相连通，并水平依顺序与过滤器2、定值器3、流量测试单元4、温度测试单元5、压力测试单元6相串接，所述空气导管9的另一端垂直安置在敞口容器10中；所述流量测试单元4、温度测试单元5和压力测试单元6还分别通过导线与计算单元8相连，计算单元8通过导线与显示单元7相连。
其中，所述的流量测试单元4采用差压式流量传感器将流量信号转换为电信号，由流量变送器将流量传感器的电信号转换为标准信号；所述的温度测试单元5由热电阻温度传感器将温度信号转换为电信号，由温度变送器将温度传感器的电信号转换为标准信号；所述的压力测试单元6由压敏元件制成的压力传感器将压力信号转换为电信号，由压力变送器将压力传感器的电信号转换为标准信号。
所述的计算单元8由采集模块11、数据存储器12、中央处理器13、输出模块14和程序存储器15组成；其中中央处理器13分别与采集模块11、数据存储器12、输出模块14和程序存储器15相连接。
其采集模块11将各路标准信号转换为数字信号，中央处理器13根据程序存储器15中的监控计算程序将采集模块11中的数字信号转换为液位值信号传入输出模块14，计算过程的中间变量和缓存变量存储在数据存储器12中。
所述显示单元7由液晶显示器和相应电路组成，用于显示输出模块14中的液位值信号。
上述具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计中一套计算和显示单元可以接入一路或多路气体吹泡测量系统，以实现多路液位的集中测量。
上述具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计所接入的每一路气体吹泡测量系统可以分别编程标定所测液体密度和导管阻力系数，以实现对不同液体和不同导管布置路线的多路液位集中测量。
上述具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计中的计算单元8依据所测温度和背压对气流密度进行计算，再据以所测流量对导管阻力进行计算，最后依据流体力学原理计算出所测液位高度。
Claims (2)
1.一种具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计，包括压缩空气进口(1)、过滤器(2)、定值器(3)、显示单元(7)、计算单元(8)、空气导管(9)和敞口容器(10)，其特征在于：还包括有流量测试单元(4)、温度测试单元(5)、压力测试单元(6)；所述的空气导管(9)的一端与压缩空气进口(1)相连通，并水平依顺序与过滤器(2)、定值器(3)、流量测试单元(4)、温度测试单元(5)、压力测试单元(6)相串接，所述空气导管(9)的另一端垂直安置在敞口容器(10)中；所述流量测试单元(4)、温度测试单元(5)和压力测试单元(6)还分别通过导线与计算单元(8)相连，计算单元(8)通过导线与显示单元(7)相连。
2.如权利要求1所述的具有流量和温度补偿功能的吹泡式液位计，其特征在于：所述的计算单元(8)由采集模块(11)、数据存储器(12)、中央处理器(13)、输出模块(14)和程序存储器(15)组成；其中中央处理器(13)分别与采集模块(11)、数据存储器(12)、输出模块(14)和程序存储器(15)相连接。
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